壓路機(jī)技術(shù)發(fā)展淺析

常珊

摘 ?要：本文介紹了壓路機(jī)基本情況，并結(jié)合專利申請情況簡要分析了國內(nèi)外壓路機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程與壓路機(jī)技術(shù)的未來發(fā)展方向。

一、壓路機(jī)基本情況

壓路機(jī)是一種對路面材料進(jìn)行加載使之達(dá)到一定密實度和平整度的作業(yè)機(jī)構(gòu)，可分為靜壓式、沖擊式、振動式，靜力式是利用自身重力產(chǎn)生的靜滾壓力作用，沖擊式是利用物體從一定高度處落下沖擊被壓實材料使之被壓實，振動式是利用固定在物體上的振動器所產(chǎn)生的激振力使之被壓實[1]。

二、壓路機(jī)的國外發(fā)展歷程

第一個階段是早期階段。在18世紀(jì)是畜力牽引式的壓路機(jī)。在19世紀(jì)專利申請主要是以蒸汽為動力的壓路機(jī)。在早期社會經(jīng)濟(jì)中，由于工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性，全球早期大部分專利申請來自于英國和美國[2]。在1894年英國人WRIGHT EDWARD THOMAS申請了第一個蒸汽壓路機(jī)專利GB189415467A。在1897年美國人HINMAN CLEMENT F申請了第一個自行式三輪壓路機(jī)專利US649423A。

第二個階段是發(fā)展階段。在19世紀(jì)中葉專利申請主要是以內(nèi)燃機(jī)為動力的壓路機(jī)。在20世紀(jì)初大噸位壓路機(jī)成為這一階段專利申請的主要方向。第二階段后期，隨著振動式壓路機(jī)原理的深入研究，在1982 年瑞典設(shè)計了水平方向振蕩壓路機(jī)。英、美、加拿大等國從1894年開始就有關(guān)于壓路機(jī)的專利申請，而德、瑞典、日本、韓等國是從20世紀(jì)60年代開始才有關(guān)壓路機(jī)的專利申請。

第三階段是快速成長階段。這一時期的研究主要集中在振動壓路機(jī)參數(shù)優(yōu)化等方面，通過振動頻率、幅度的無級連續(xù)調(diào)節(jié)來改善壓實效果。德國哈姆股份公司2013年申請的專利CN103243630A主要就是對振動振蕩壓路機(jī)的振動頻率的無級連續(xù)調(diào)節(jié)方式的改進(jìn)。

三、壓路機(jī)的國內(nèi)發(fā)展歷程

在1940年大連制造出第一臺蒸汽式壓路機(jī)。在1952年上海市廈門路機(jī)械廠制造出以內(nèi)燃機(jī)為驅(qū)動的壓路機(jī)。在1961年西安公路交通大學(xué)與西安筑路機(jī)械廠制造出自行式振動壓路機(jī)。在1974年洛陽建筑與長沙所制造出第一臺液壓傳動振動壓路機(jī)。在1983年洛陽建筑引進(jìn)美國HRSTER公司技術(shù)，合作生產(chǎn)鉸接式振動壓路機(jī)。在1984年徐工引進(jìn)瑞典戴納帕克輪胎式驅(qū)動振動壓路機(jī)和串聯(lián)式振動壓路機(jī)技術(shù)。

隨著我國專利法制度的實施，德國申請人貝諾·卡頓埃格1985年在我國申請了第一件壓路機(jī)的發(fā)明專利CN85106800A。在1985年之后，我國有關(guān)壓路機(jī)的專利申請主要申請人有三一、中聯(lián)重科、常林、廈工、徐工、柳工等，另外在高校等科研單位中，長安大學(xué)申請量處于領(lǐng)先地位。分析重要申請人專利申請情況可知，我國早期申請常林、廈工較多，而近些年三一、柳工、徐工等企業(yè)申請量顯著增加。如圖1所示為我國有關(guān)壓路機(jī)技術(shù)的重要申請人及其專利申請量。

作為壓路機(jī)技術(shù)的重要申請企業(yè)，三一在2000年第一次申請的有關(guān)壓路機(jī)的專利申請CN2428513Y，其是對振動式壓路機(jī)振動輪冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)。隨后三一一直致力于振動式壓路機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。在2002年三一申請了第一件有關(guān)壓路機(jī)振動輪冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)的發(fā)明專利CN1331363A。由于使用率的關(guān)系，終于在2003年三一申請了第一件有關(guān)輪胎壓路機(jī)的專利CN2644484Y。而在2005年三一申請了第一件有關(guān)壓路機(jī)轉(zhuǎn)向操作系統(tǒng)改進(jìn)的發(fā)明專利CN1730824A。在2007年三一申請了第一件有關(guān)壓路機(jī)控制系統(tǒng)改進(jìn)的發(fā)明專利CN101082200A。隨后三一一直致力于各種壓路機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。緊跟國際發(fā)展，三一致力于壓路機(jī)調(diào)幅調(diào)頻的研究，同時考慮人員舒適性，在2011年三一申請了第一件有關(guān)振動式壓路機(jī)調(diào)幅組件改進(jìn)的發(fā)明專利CN102094378A，同年申請了第一件有關(guān)振動式壓路機(jī)減振裝置的專利CN202175903U。如圖2所示為三一壓路機(jī)技術(shù)專利申請歷程。

作為壓路機(jī)技術(shù)申請量最大的高校，長安大學(xué)在2002年第一次申請了有關(guān)壓路機(jī)的專利申請CN2565864Y，其是對振動式壓路機(jī)振幅調(diào)節(jié)的改進(jìn)。隨后長安大學(xué)對壓路機(jī)的研究主要集中在沖擊式壓路機(jī)。在2005年長安大學(xué)申請了第一件有關(guān)沖擊式壓路機(jī)平衡裝置改進(jìn)的發(fā)明專利CN1687527A。而在2009年長安大學(xué)申請了第一件有關(guān)振動式壓路機(jī)控制系統(tǒng)改進(jìn)的發(fā)明專利CN101576738A，同年，申請了第一件有關(guān)振動式壓路機(jī)振幅無極調(diào)節(jié)改進(jìn)的專利CN201459578U。在2010年長安大學(xué)申請了第一件有關(guān)振動式壓路機(jī)減振裝置的發(fā)明專利CN101749364A。在2012年長安大學(xué)申請了第一件有關(guān)計算機(jī)控制壓路機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的專利CN202534136U。從此長安大學(xué)對壓路機(jī)的研究邁向智能化。如圖3所示為長安大學(xué)壓路機(jī)技術(shù)專利申請歷程。

總的來說，國內(nèi)申請人的分布還是比較集中的，78%的申請人為企業(yè)，高校/研究院和個人分別只占了8%和14%，如圖4所示為我國專利申請人類型分布圖，主要是因為壓路機(jī)為大型工程機(jī)械，與實際生產(chǎn)緊密相關(guān)，也只有在實際生產(chǎn)過程中才能接觸到從而進(jìn)行改進(jìn)。

四、壓路機(jī)技術(shù)發(fā)展方向

通過液壓技術(shù)可以使復(fù)雜的壓路機(jī)結(jié)構(gòu)簡單化，可使行走系統(tǒng)無級變速、可使振動系統(tǒng)在較大范圍內(nèi)調(diào)頻和變幅，改善使用性能和提高應(yīng)用范圍;通過液壓與電子控制的有機(jī)結(jié)合，可以采集工作狀態(tài)參數(shù)，實現(xiàn)自我診斷，實現(xiàn)故障的自動報警、振動頻率和振幅的自動調(diào)節(jié)及壓實度的隨機(jī)檢測;通過設(shè)計更換不同功能的模塊結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)附件能直接改變壓實性能和用途及壓路機(jī)類型;通過按人機(jī)工程學(xué)設(shè)計，能提高人機(jī)的安全性和操作的舒適性;通過無人駕駛或地面遙控壓路機(jī)也是未來機(jī)器自動化的發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1]周萼秋，易小剛，湯漢輝.現(xiàn)代壓實機(jī)械[M].北京：人民交通出版社，2003

[2]萬漢馳，中國壓實機(jī)械60年的輝煌與啟示[J].建筑機(jī)械化，2009，10：46-52